Galectin-3和Bcl-2與胚胎停育研究進展

徐耀輝(綜述)，葛 華(審校)

(包頭醫學院第一附屬醫院婦產科，內蒙古包頭 014010)

近幾年不孕不育的患者在不斷地增加，故而胚胎停育亦成為國內外學者日益重視的重大問題。胚胎停育是妊娠早期自然中止的病理現象，在臨床依靠影像診斷的妊娠早期因某種原因所致胚胎停止發育，B超檢查表現為妊娠囊內胎芽或胎兒形態不整，無胎心搏動，或表現為枯萎卵［1］。引起胚胎停育的原因有很多也很復雜，有遺傳學因素、免疫因素、感染因素、內分泌因素以及環境因素等，其中約有50%的胚胎停育患者找不到原因，其發病機制仍在研究中。有研究表明［2］半乳糖凝集素3(galectin-3)參與了胚胎著床、胚胎發生和胎盤形成等過程，與妊娠的成功和維持密切相關;B細胞淋巴瘤/白血病2(B-cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2)家族是人們發現最早、研究最多的抑制細胞凋亡重要的調控蛋白，其在婦科腫瘤(宮頸癌，卵巢癌，子宮內膜癌)中的表達和意義仍然是目前研究的熱點。妊娠“假惡性”的囊胚滋養層細胞與惡性腫瘤細胞在生長發育等生物學方面具有驚人的相似性［3］，故發現它與胚胎發育有著密切的關系，主要是從細胞凋亡的角度來闡述其與蛻膜細胞增殖、分化、蛻膜化以及保護胚胎發育的關系和作用。現將Galectin-3及Bcl-2與胚胎停育的關系綜述如下。

1 Galectin-3及Bcl-2的結構特征

Galectin-3由三個結構域組成，每個結構域至少有一個特定的功能:一個-NH2末端結構域，含有絲氨酸磷酸化位點，這是在細胞傳轉導中重要的調節信號;一個富含甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸的膠原樣序列和一個C端識別域(凝集素域)和NWGR序列，由基質金屬蛋白酶裂解。-NH2末端結構域包括12個氨基酸，控制著定位。Galectin-3具有獨特的嵌合體結構，主要定位于細胞質，但可以輕松穿越細胞內和細胞膜轉運進入細胞核，或細胞表面和細胞外環境，表明Galectin-3是一個穿梭蛋白，具有多種功能［4］。Galectin-3曾經被叫做 IgE結合蛋白，與細胞表面的糖蛋白和糖脂結合［5］。Galectin-3可以與多種配體在細胞表面結合發揮作用。

Bcl-2基因位于第18號染色體上，是Bcl-2亞家族中的凋亡蛋白。Bcl-2蛋白亞家族結構上有保守的BH1-BH4的結構域和跨膜區，BH2結構域是抗凋亡蛋白必需的結構域。Bcl-2的亞細胞定位已經明確，它在不同的細胞類型可以定位于線粒體、內質網以及核膜上，并通過阻止線粒體細胞色素C的釋放而發揮抗凋亡作用。Bcl-2蛋白是Bcl-2基因功能活動的外在表現形式，其主要的生物學功能是增加細胞對多種凋亡刺激因素的抵抗力，不影響細胞增殖，只是減少細胞凋亡，從而延長細胞壽命。

Galectin-3與凋亡抑制蛋白Bcl-2有明顯的序列相似性，在C端都含有NWGR基序，而該序列是Bcl-2抑制凋亡所必需的。研究發現［6］Bcl-2家族中BH1結構域中高度保守的NWGR在Galectin-3的C末端中也有出現，并且NWGR是Galectin-3調節細胞活性的基礎。而BH1是Bcl-2家族成員形成同源性或異源性二聚體的基礎。有報道［7-10］認為，Bcl-2的抗凋亡作用部位在Ser70的磷酸化，而Galectin-3的作用部位是Ser6的磷酸化，Galectin-3被磷酸化后改變了其細胞內定位，Galectin-3可能通過與Bcl-2或膜融合蛋白結合，使Galectin-3定位于核周的線粒體膜上，使Galectin-3在線粒體內濃集，繼而激活促分裂原活化蛋白激酶途徑，激活細胞外信號調節激酶和c-Jun C端激酶，作用于Bad或Ras，使其磷酸化，防止線粒體破壞及細胞色素C釋放(線粒體完整性破壞導致細胞色素C釋放和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶的激活)，從而防止細胞凋亡，主要是線粒體途徑凋亡(Ⅱ型細胞凋亡)。因為它們在結構上的相似，可能在細胞凋亡中存在共同的凋亡途徑。

2 Galectin-3與胚胎停育

胚泡著床是一個復雜的生物學過程，主要是通過激素-免疫細胞-細胞因子、黏附分子網絡的調節來實現。雌激素在胚胎植入的過程中參與胚泡的激活和黏附調節，對胚泡植入啟動的過程至關重要。胚泡植入時，在孕酮的作用下，子宮內膜腺體增大彎曲，腔隙中含有大量黏液和糖原。植入過程要在雌激素和孕激素的精細調節下才能正常進行。研究表明，在Galectin-3的N末端有金屬基質蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)2 和 MMP9 的切割位點［11］，而孕激素可以增加MMP2和MMP9的活性［12］，則推測孕激素有可能通過MMP2和MMP9來降低Galectin-3蛋白表達。不同濃度的孕激素對滋養細胞上Galectin-3的表達作用不同，表明孕激素是通過多種途徑來影響Galectin-3表達的。另有研究結果表明［13］，17β-雌二醇、孕酮、人絨毛膜促性腺激素(human choionic gonadotophin，HCG)誘導 Galectin-3 的表達，并促進其BeWo細胞分泌。HCG是一個特定的胚胎激素，為胚胎植入到子宮內膜提供信號，最新研究發現，HCG以一種復雜的方式調節子宮內膜上皮細胞和子宮內膜基質細胞Galectin-3的表達，推測Galectin-3可能受到HCG調節為胚胎植入子宮內膜做準備［14］。孕激素、雌激素和HCG可以通過復雜的方式來調控子宮內膜上皮細胞和子宮內膜基質細胞上Galectin-3的表達，但這種調控并非是單一的，在胚泡植入子宮內膜這個過程中，其中的微環境變化也一定參與了其他的細胞因子、生長因子、黏附分子等。

在對胚泡著床的研究過程中發現，胚胎和子宮內膜的互相識別過程可能通過糖復合物及其配體的相互作用建立。子宮內膜間質細胞可產生細胞外基質成分，如纖維連接蛋白、層粘連蛋白和膠原等，這些基質成分是黏附分子的重要配基。而層粘連蛋白分子上的聚糖是Galectin-3的極佳配體，推測Galectin-3與層粘連蛋白結合可使子宮內膜和蛻膜環境有利于胚囊種植和早孕期滋養葉侵入。Galectin-3促進中性粒細胞和層粘連蛋白黏附，同時能防止其他黏附分子的破壞，其作為黏附分子可增加滋養細胞的黏附和侵蝕能力，更有利于著床。Bozi等［15］觀察到，滋養細胞中Galectin-3的表達量在滋養細胞疾病明顯上升，考慮Galectin-3的表達上升與絨毛侵蝕性增強密切相關，且受到HCG升高的影響。并且Galectin-3過度表達與子宮內膜異常增生及惡變有關，同時與子宮內膜癌的分化程度、侵襲能力和轉移能力有密切的相關性［16］。若受外界的干擾，Galectin-3的表達可缺失，將會導致內膜的黏附力下降，不利于著床［17］。

胚泡對于子宮內膜來說只是半同種移植物，胚胎和母體間通過復雜而特殊的免疫關系，使母體產生免疫耐受，使胚胎不被排斥，因此要涉及免疫調控。子宮內膜對胚泡的免疫反應包括排斥免疫反應和防護免疫反應兩種，通過Th細胞來調節，表現為兩種免疫反應類型，即Th1型Th2型。正常妊娠時，母胎間的免疫以Th2型免疫應答為主。Blois等［18］研究顯示，Galectin-3能夠抑制白細胞介素5(Th2細胞因子)，參與Th2免疫應答，通過Th1/Th2平衡作用，在著床過程中起重要保護作用，使胚泡不被母體排斥，維持免疫耐受。Th1型免疫反應通過白細胞介素1、2、腫瘤壞死因子表現為免疫殺傷，而Th2型免疫反應通過白細胞介素4、6、10表現為免疫防護［19］。當Th1/Th2免疫失衡時，Th2型細胞因子減少，Th1型細胞因子增多，直接或間接激活多種毒性細胞危害妊娠。

Galectin-3作為黏附分子與其特定配體結合以參與免疫調控，并且受雌激素、孕激素和HCG的調控，來參與早期胚胎發育。早期胚胎發育主要與子宮內膜細胞的容受性、絨毛細胞的侵蝕性及母-胎間免疫平衡有關。杲麗等［20］通過免疫組織化學實驗研究結果表明，在正常早期胚胎的滋養細胞中Galectin-3蛋白均有較高的表達，但稽留流產組的表達量明顯低于手術流產組，推測Galecitin-3表達下降可能影響妊娠早期絨毛、蛻膜的正常發育，以及絨毛與子宮內膜間的相互作用，同時影響母-胎免疫平衡，促使早期胚胎發育異常，甚至凋亡。Galectin-3的異常表達可能影響細胞外基質多個環節細胞因子的作用，造成胚胎成長微環境失調，從而導致胚胎發育異常。

3 Bcl-2基因蛋白家族與胚胎停育

早孕期Bcl-2蛋白的表達能有效地使蛻膜細胞增殖、分化、蛻膜化，為胎盤形成做準備，可能就是以抑制細胞凋亡的方式提供信號，使母體接受并認可妊娠。通過滋養細胞及蛻膜細胞的增殖與凋亡不斷進行，胎盤組織結構的重建，更好地適應胚胎的需要，有利于正常妊娠的維系。合體滋養層部分細胞凋亡可能有助于維持合體滋養細胞與細胞滋養細胞的正常比例，一旦發生異常凋亡，打破了它們的平衡狀態，就可能導致流產的發生。李威等［21］觀察小鼠早期胚胎發育的進程，Bcl-2表達隨著孕周增加逐漸增加，說明在早期胚胎發育過程中，Bcl-2蛋白發揮著抑制胚胎凋亡的作用。胎盤合體滋養細胞的主要功能是作為一種免疫屏障，調節母體和胎兒的物質交換，產生和分泌激素在孕早期，合體滋養層細胞與母血直接接觸，Bcl-2蛋白高表達可抑制細胞凋亡，對維持妊娠有重要作用［22］。植入前囊胚的外層結構為滋養細胞，在侵襲或破壞子宮內膜上皮的屏障，接觸子宮內膜基質和母體的血液起了重要作用。蛻膜化代表了一個成功妊娠發生的前提［23］。劉敏等［24］研究結果顯示，Bcl-2蛋白表達在正常早孕絨毛合體滋養層、細胞滋養層和蛻膜細胞中，在自然流產組絨毛和蛻膜組織中Bcl-2蛋白水平明顯低于正常妊娠。由此推斷，Bcl-2蛋白的表達下調可能導致細胞凋亡數量增加，當細胞凋亡顯著增加時胎盤絨毛屏障的完整性受到破壞，而導致胚胎停育從而流產。

4 展望

Galectin-3與Bcl-2在胚胎停育中表達降低，可能影響妊娠早期絨毛及蛻膜的正常發育，以及絨毛與子宮內膜間相互作用，使滋養細胞的侵蝕能力減弱，發生細胞凋亡，引起胚胎發育異常，促進流產的發生。許多細胞因子、生長因子和激素可能參與了這個過程，是多種因素共同完成的。但目前調控機制尚不清楚，有待于進一步研究和探索，為胚胎停育的臨床治療和預防提供依據。

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